纳米纤维静电纺丝装置
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图
图 １ ８ 中空纲 米纤 维
５ 今 后 展 望
喷射 管 的根 数 向大 量化 发展 ；探 讨 除喷射 管
以外的方式供 给树脂 ；可连续运转 ；开发 可大量生
产的实验机 ；探讨熔 融静 电纺 丝方 法 ；目前只能 用
溶剂溶解的树 脂进行 熔融静 电纺丝研究 。
摘译 自 《 纤维机械 学会志》，２ ０ ０ ６ ，５ ９（ １ １ ） ：４ ５ — ４ ９
据介绍 ，阻碍 “ 碳纤维 汽车 ”商品化的关键因素
是制造成本 。目前汽车用钢铁的价格为每公斤 １ ０ ０多 日元， 铝合金材料约为每公斤 ３ ０ ０ － － ４ ０ ０日 元， 而汽车用 碳纤维复合材料的成本 目 前高达每公斤数千日元。 为了尽快降低新材料的成本 ，著名材料商东丽公
反倾销法的相关规定 ，巴基斯坦关税委员会将对 申请 材料的真实性和有效性进行 审核 ，并在 ４ ５日内决定
国外化纤技 术
纳米纤维静 电纺丝装置
和 田润
１ 静 电纺丝装置发展历程
美国 Ｄ ｒ ｅ ｘ ｅ ｌ 大学 Ｋ ｏ 教 授根据静 电纺 丝法进行
了纳米纤维成形的研究 ，通过滋贺县立大学山下教 授对该 装置进行制品化 。３年前 ，在美 国合而为一 的静电纺丝的装置销售几乎没有 ，都是研究者 自己
国外化纤技术
挤出速度０ ． ０ ３ ｍ ｍ ／ ｓ
高 电压 电极 正极
图 ５ 第 三代 销售装 置
聚合物为聚丙烯腈等
针内径０ ． ９ ｍ ｍ
富士胶卷公 司 ，旭化成纤维公 司 ，滋贺县东北
帝 工业技 术 中心 ，东 洋纺 公 司 ， ｌ Ｊ 尹 灭 卜、 ／公 司 ，日东 电工公 司 ，三菱化学公 司 ，信 州大学 ，神
３ 力 卜一 于 夕公 司静 电纺 丝装 置 规格
力 卜一 于・ ／ ’ 夕公司静 电纺 丝标 准规格如 下 ：高
电压 ０ ０ ｋ Ｖ；电流 ５ ０ ０ ｔ ｘ Ａ；喷射器容量 ２ ０ ｍ Ｌ ；挤 出速度 ０ ． ０ ３ － ４ ３ ２ ５ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ；往复速 度 １ ５ ～ １ ５ ０ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ； 往复宽度 １ ０ ～ ３ ０ ０ ｍ ｍ；喷射器调整角度 ０ ￣ ４ ５ 。 ；喷射 器上下动程 １ ０ ０ ｍ ｍ，前后动程 ２ ０ ０ ｍ ｍ；目标靶滚筒 直径 １ ０ ０ ｍ ｎ ｉ ｘ 宽３ ３ ０ ｍ ｍ；滚筒转速 ０ ． ５ － － ４ ． ５ ｒ ｒ ｇ ｍ ｉ ｎ 。 安全 装置 ， 有 火花 时 自停 、门窗 开 关联 锁 、
图 ４ 滋贺 县立 大学 制作 的装 置 （ 第二代 ）
第三代纺丝 装置 （ 力 卜一 于 ／ 、 夕公 司 出售）见
图５ 。下面将详细介绍。
图 ２ 外 观 图
２ 现 已使 用 力 卜一 于 夕装置 的单 位和机构
５ ０ 合成纤维 Ｓ Ｆ Ｃ ２ ０ ０ ９ Ｎ ｏ ． １
靶 传送带方式 负极 高电压 电极 正极
图 ９ 上 下机 构及 横 动机构
高电压发生装置
喷射 装置
喷射ຫໍສະໝຸດ Baidu置挤 出处
图 ６ 目标 靶为 传送 带方 式
图ｌ Ｏ 高压 发 生装 置
合 成 纤 维 ＳＦ Ｇ ２ ０ ０ ９ Ｎ ｏ ． １ ５ １
国外化纤技术
Ⅳ ｅ ｗ
燃料 电池是 利用化 学反 应而 发 电 ，效率 高而 清洁 ；汽车 用氢 、家庭用天然气 、手机及个人 电脑
用 甲醇。 ４ ． ３ 不同种类树脂同时喷射的需求
双层喷 嘴进行静 电纺 制 取 中空纳 米纤 维 如图 １ ７ 所 示 。静 电纺 丝后 内侧用 油剂萃 取 ，外侧 以溶 胶形式存在 ，如图 １ ８ 所示 。
（ 沈镇 平）
行钢铁材料的 ２ ５％， 但强度是钢材的 ｌ ０ 倍 ，以其制
造的汽车可以节约燃油 ３ Ｏ％。 目前的汽车中，钢铁材料约 占车体重量的四分之
三， ‘ 碳纤维汽车”相比目 前的汽车， 最多将减重 ４ Ｏ ％。
合成纤维 ＳＦ Ｏ ２ ０ ０ ９ Ｎ ｏ ． １ ５ ３
１ ９ ９ ８ 年 ，开始正式研究 。
静 电纺丝法 是低价 制作 纳米 纤 维的方 法 ，正 引起人们的并 注 。静 电纺丝 法是将正 高 电压 （ １ ｏ ～
４ Ｏ ｋ Ｖ ）加 于聚合物溶液 ，并 向带负 电的 目标 靶喷
丝。
第一代纺丝装置 （ 美国 Ｄ ｒ ｅ ｘ ｅ ｌ 大学）见 图 ３ 。
（ 钱伯 章译）
上海斯瑞公 司高强高模聚乙烯纤维基地 投运
上海斯 瑞 聚合物 科 技有 限公 司位 于桃 浦新杨 工业
日本碳纤维汽车有望商品化
日 本 各界 正积极 合作 攻关 ，研发 用 于汽 车的 低成
园区的高强高模超高分子聚乙烯纤维及其复合材料产
业化基地 ，日 前正式投产运营。 据有关方面人士介绍 ，上海斯瑞公司高强高模聚
制作 的装置。
静 电纺丝法的发 展历程 如下 ：
１ ９ ３ ０ 年 ，开发 ； １ ９ ７ ０ — １ ９ ７ １ 年 ，杜 邦公司成功纤维纳米化 ，但
那时无 市场需求 ；
１ ９ ９ ５年 ，Ａ ｋ ｒ ｏ ｎ（ 音译）大 学 Ｒ ｅ ｎ ｅ ｋ ａ ｒ（ 音译）
再进行研 究 ；
图 ８ 标准 目标 靶
高电压限制器；其他任选附件 ；喷射器 ５ ０ ｍ Ｌ ；多
针喷射 ； 玻璃制喷射器 ；覆套式 电阻加热器 佣 于树
脂保温 ，最高 ９ Ｏ℃） ，电磁开关 ；急停开关 ；带式滚 筒 ；空气置换供气装置、氧浓度计、除静 电装置。 图６ — １ ６为静 电纺丝装置各部分照片 。
图 ７ 挤 出速 度 Ｏ ． ０ ３ Ｉ ｎ ｌ ｌ ｆ Ｓ
标准 目 标靶
接地负极
奈川科学技术研究院 ，帝人公 司 ，金泽 大学 ，神奈 川县产业技术 中心 ，产业技术综合研究所 ，夏 普公 司 ，滋贺 县立大学 ，东 京 电机 大学 ，小 松精 练公 司 ，同志社 大学 ，可乐 丽公 司 。 日本 以外有 美 国 Ｄ ｒ ｅ ｘ ｅ ｌ 大学 、加拿大哥伦布大学 、香港理工大学 。
刘辅 庭 译 ， 山田校
图１ ７ 双层 喷管 纺丝
，・ ■一 一’ ＋’ 一 十
一 十
、
＋行业动态 ＋
＋ －＋ －＋ －— √
巴基斯坦拟对我国聚酯纤维进行反倾销调查
巴基斯坦关税委员会 日前发布对外公告 ：巴基斯 坦关税委员会收到国内相关产业 申请 ， 要求对进 口自 中国的聚酯纤维进行反倾销立案调查 。根据 巴基斯坦
本碳纤维材料。成本与 钢铁 汽车相当的 “ 碳纤维汽 车”在 ２ ０ １ ５ 年前后有望实现商品化。 据介绍，新型的汽车用碳纤维复合材料重量是现
乙烯纤维基地具备年产 ３ ０ ０ ０ ｔ 斯瑞伯 Ｔ Ｍ高强高模聚 乙烯纤维和 １ ０ ０ ０ ｔ 斯瑞丹 Ｔ Ｍ防弹片材 的生产能力 ， 是我国高强高模聚乙烯纤维系列产品第一次实现千吨 级大规模生产 。这将使 我国高强高模聚乙烯纤维系列 产品的年产能增加 ４ 倍。
４ ． ２ 应 用
五联 针
广泛应用于 电池隔膜 、人造 皮革 、人造血管 、
太阳 电池 、人造皮肤 、人工透析 、催化剂 、碳纳米 材料 、滤材 、细胞培养 、集成 电路芯片配线 、电解 质膜 、纳米胶囊 、离子交换 膜 、纤维 、电场发光 体
等。
４ ． ２ ． １ 高性能滤材
用于过滤微米级 细菌 （ ０ — １ ５ ７ 、花粉 、螨）及
圈 １ ４ 五联针
纳米级病 毒 （ Ｓ Ａ Ｒ Ｓ 、鸟流感 、艾兹） 。纳米纤维过
５ ２ 合成纤维 Ｓ Ｆ Ｃ ２ ０ ０ ９ Ｎｏ ． １
国外 化 纤技 术
滤器的应用有 ：除去细菌 ，病毒 ，气体分离 ，透析
（ 血液 、海水）等。
４ ． ２ ． ２ 燃料 电池 隔膜 、 电 解质 膜
发 生放 电，削去棱 角是必要 的 ； （ ４ ）带 静 电，多 种树脂会带静电 ，不宜使用这类树脂 。
４ 纳 米 纤维 的应 用 开发
４ ． １ 已进行实验 的树脂 种类
聚丙烯腈、聚乙烯醇 、尼龙 、聚乳酸、纤维
图１ ３ 三联 针
素、其他客户提出使用的树脂。最近有报导用硅等 无机物类材料 。
是否立案和启动调查程序。 据中国海关统计 ，２ ０ ０ ７年 ，中国对 巴基斯坦 的 聚酯纤维出口额约为 ６ ０ ０ ０ 万美元 ，占当年我国聚酯
纤维对 外 出 口总额 的 １ ５％。 （ 沈镇 平）
司、汽车巨头 日产及本 田公司 、东京大学等高校研究
机构正积级参加合作研发 。他们的 目标是在 ２ ０ １ ５ 年 前后让这一材料技术达到商品化阶段。
ｇ ｙ
图１ １ 单及 多 喷射器 纺丝
圈１ Ｓ 氧浓度 计
图１ ６ 禹 靶距 离 ． － ７变
图 ｌ ２ 喷射针 式样
该装置开发 注意要 点 ： （ １ ）火 花 ，经常加有 ４ ０ ｋ Ｖ高 电压 ，注 意火 花 问题 ； （ ２ ）接地 ，接 地
方法如错误 ，外 电动机会 出现 故障或 者高压发生装 置损坏 ； （ ３ ）零 部件加工 精度 ，由于金 属尖 端易
第二代纺丝装置 （ 日本滋贺县立大学试制）见
图４ 。
静 电纺丝的原理见 图 １ 。
正高电压加于聚合物溶液
用 成 再 向
正
负
铜极 接地 ，其表 面形 成纳米纤维非织造布
图 １ 原 理图
圈 ３ 第 一代 纺丝 装置
静 电纺丝装置外观如 图 ２ 。
宽度 ７ ８ ０ ａｍ ｒ
图 １ ８ 中空纲 米纤 维
５ 今 后 展 望
喷射 管 的根 数 向大 量化 发展 ；探 讨 除喷射 管
以外的方式供 给树脂 ；可连续运转 ；开发 可大量生
产的实验机 ；探讨熔 融静 电纺 丝方 法 ；目前只能 用
溶剂溶解的树 脂进行 熔融静 电纺丝研究 。
摘译 自 《 纤维机械 学会志》，２ ０ ０ ６ ，５ ９（ １ １ ） ：４ ５ — ４ ９
据介绍 ，阻碍 “ 碳纤维 汽车 ”商品化的关键因素
是制造成本 。目前汽车用钢铁的价格为每公斤 １ ０ ０多 日元， 铝合金材料约为每公斤 ３ ０ ０ － － ４ ０ ０日 元， 而汽车用 碳纤维复合材料的成本 目 前高达每公斤数千日元。 为了尽快降低新材料的成本 ，著名材料商东丽公
反倾销法的相关规定 ，巴基斯坦关税委员会将对 申请 材料的真实性和有效性进行 审核 ，并在 ４ ５日内决定
国外化纤技 术
纳米纤维静 电纺丝装置
和 田润
１ 静 电纺丝装置发展历程
美国 Ｄ ｒ ｅ ｘ ｅ ｌ 大学 Ｋ ｏ 教 授根据静 电纺 丝法进行
了纳米纤维成形的研究 ，通过滋贺县立大学山下教 授对该 装置进行制品化 。３年前 ，在美 国合而为一 的静电纺丝的装置销售几乎没有 ，都是研究者 自己
国外化纤技术
挤出速度０ ． ０ ３ ｍ ｍ ／ ｓ
高 电压 电极 正极
图 ５ 第 三代 销售装 置
聚合物为聚丙烯腈等
针内径０ ． ９ ｍ ｍ
富士胶卷公 司 ，旭化成纤维公 司 ，滋贺县东北
帝 工业技 术 中心 ，东 洋纺 公 司 ， ｌ Ｊ 尹 灭 卜、 ／公 司 ，日东 电工公 司 ，三菱化学公 司 ，信 州大学 ，神
３ 力 卜一 于 夕公 司静 电纺 丝装 置 规格
力 卜一 于・ ／ ’ 夕公司静 电纺 丝标 准规格如 下 ：高
电压 ０ ０ ｋ Ｖ；电流 ５ ０ ０ ｔ ｘ Ａ；喷射器容量 ２ ０ ｍ Ｌ ；挤 出速度 ０ ． ０ ３ － ４ ３ ２ ５ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ；往复速 度 １ ５ ～ １ ５ ０ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ； 往复宽度 １ ０ ～ ３ ０ ０ ｍ ｍ；喷射器调整角度 ０ ￣ ４ ５ 。 ；喷射 器上下动程 １ ０ ０ ｍ ｍ，前后动程 ２ ０ ０ ｍ ｍ；目标靶滚筒 直径 １ ０ ０ ｍ ｎ ｉ ｘ 宽３ ３ ０ ｍ ｍ；滚筒转速 ０ ． ５ － － ４ ． ５ ｒ ｒ ｇ ｍ ｉ ｎ 。 安全 装置 ， 有 火花 时 自停 、门窗 开 关联 锁 、
图 ４ 滋贺 县立 大学 制作 的装 置 （ 第二代 ）
第三代纺丝 装置 （ 力 卜一 于 ／ 、 夕公 司 出售）见
图５ 。下面将详细介绍。
图 ２ 外 观 图
２ 现 已使 用 力 卜一 于 夕装置 的单 位和机构
５ ０ 合成纤维 Ｓ Ｆ Ｃ ２ ０ ０ ９ Ｎ ｏ ． １
靶 传送带方式 负极 高电压 电极 正极
图 ９ 上 下机 构及 横 动机构
高电压发生装置
喷射 装置
喷射ຫໍສະໝຸດ Baidu置挤 出处
图 ６ 目标 靶为 传送 带方 式
图ｌ Ｏ 高压 发 生装 置
合 成 纤 维 ＳＦ Ｇ ２ ０ ０ ９ Ｎ ｏ ． １ ５ １
国外化纤技术
Ⅳ ｅ ｗ
燃料 电池是 利用化 学反 应而 发 电 ，效率 高而 清洁 ；汽车 用氢 、家庭用天然气 、手机及个人 电脑
用 甲醇。 ４ ． ３ 不同种类树脂同时喷射的需求
双层喷 嘴进行静 电纺 制 取 中空纳 米纤 维 如图 １ ７ 所 示 。静 电纺 丝后 内侧用 油剂萃 取 ，外侧 以溶 胶形式存在 ，如图 １ ８ 所示 。
（ 沈镇 平）
行钢铁材料的 ２ ５％， 但强度是钢材的 ｌ ０ 倍 ，以其制
造的汽车可以节约燃油 ３ Ｏ％。 目前的汽车中，钢铁材料约 占车体重量的四分之
三， ‘ 碳纤维汽车”相比目 前的汽车， 最多将减重 ４ Ｏ ％。
合成纤维 ＳＦ Ｏ ２ ０ ０ ９ Ｎ ｏ ． １ ５ ３
１ ９ ９ ８ 年 ，开始正式研究 。
静 电纺丝法 是低价 制作 纳米 纤 维的方 法 ，正 引起人们的并 注 。静 电纺丝 法是将正 高 电压 （ １ ｏ ～
４ Ｏ ｋ Ｖ ）加 于聚合物溶液 ，并 向带负 电的 目标 靶喷
丝。
第一代纺丝装置 （ 美国 Ｄ ｒ ｅ ｘ ｅ ｌ 大学）见 图 ３ 。
（ 钱伯 章译）
上海斯瑞公 司高强高模聚乙烯纤维基地 投运
上海斯 瑞 聚合物 科 技有 限公 司位 于桃 浦新杨 工业
日本碳纤维汽车有望商品化
日 本 各界 正积极 合作 攻关 ，研发 用 于汽 车的 低成
园区的高强高模超高分子聚乙烯纤维及其复合材料产
业化基地 ，日 前正式投产运营。 据有关方面人士介绍 ，上海斯瑞公司高强高模聚
制作 的装置。
静 电纺丝法的发 展历程 如下 ：
１ ９ ３ ０ 年 ，开发 ； １ ９ ７ ０ — １ ９ ７ １ 年 ，杜 邦公司成功纤维纳米化 ，但
那时无 市场需求 ；
１ ９ ９ ５年 ，Ａ ｋ ｒ ｏ ｎ（ 音译）大 学 Ｒ ｅ ｎ ｅ ｋ ａ ｒ（ 音译）
再进行研 究 ；
图 ８ 标准 目标 靶
高电压限制器；其他任选附件 ；喷射器 ５ ０ ｍ Ｌ ；多
针喷射 ； 玻璃制喷射器 ；覆套式 电阻加热器 佣 于树
脂保温 ，最高 ９ Ｏ℃） ，电磁开关 ；急停开关 ；带式滚 筒 ；空气置换供气装置、氧浓度计、除静 电装置。 图６ — １ ６为静 电纺丝装置各部分照片 。
图 ７ 挤 出速 度 Ｏ ． ０ ３ Ｉ ｎ ｌ ｌ ｆ Ｓ
标准 目 标靶
接地负极
奈川科学技术研究院 ，帝人公 司 ，金泽 大学 ，神奈 川县产业技术 中心 ，产业技术综合研究所 ，夏 普公 司 ，滋贺 县立大学 ，东 京 电机 大学 ，小 松精 练公 司 ，同志社 大学 ，可乐 丽公 司 。 日本 以外有 美 国 Ｄ ｒ ｅ ｘ ｅ ｌ 大学 、加拿大哥伦布大学 、香港理工大学 。
刘辅 庭 译 ， 山田校
图１ ７ 双层 喷管 纺丝
，・ ■一 一’ ＋’ 一 十
一 十
、
＋行业动态 ＋
＋ －＋ －＋ －— √
巴基斯坦拟对我国聚酯纤维进行反倾销调查
巴基斯坦关税委员会 日前发布对外公告 ：巴基斯 坦关税委员会收到国内相关产业 申请 ， 要求对进 口自 中国的聚酯纤维进行反倾销立案调查 。根据 巴基斯坦
本碳纤维材料。成本与 钢铁 汽车相当的 “ 碳纤维汽 车”在 ２ ０ １ ５ 年前后有望实现商品化。 据介绍，新型的汽车用碳纤维复合材料重量是现
乙烯纤维基地具备年产 ３ ０ ０ ０ ｔ 斯瑞伯 Ｔ Ｍ高强高模聚 乙烯纤维和 １ ０ ０ ０ ｔ 斯瑞丹 Ｔ Ｍ防弹片材 的生产能力 ， 是我国高强高模聚乙烯纤维系列产品第一次实现千吨 级大规模生产 。这将使 我国高强高模聚乙烯纤维系列 产品的年产能增加 ４ 倍。
４ ． ２ 应 用
五联 针
广泛应用于 电池隔膜 、人造 皮革 、人造血管 、
太阳 电池 、人造皮肤 、人工透析 、催化剂 、碳纳米 材料 、滤材 、细胞培养 、集成 电路芯片配线 、电解 质膜 、纳米胶囊 、离子交换 膜 、纤维 、电场发光 体
等。
４ ． ２ ． １ 高性能滤材
用于过滤微米级 细菌 （ ０ — １ ５ ７ 、花粉 、螨）及
圈 １ ４ 五联针
纳米级病 毒 （ Ｓ Ａ Ｒ Ｓ 、鸟流感 、艾兹） 。纳米纤维过
５ ２ 合成纤维 Ｓ Ｆ Ｃ ２ ０ ０ ９ Ｎｏ ． １
国外 化 纤技 术
滤器的应用有 ：除去细菌 ，病毒 ，气体分离 ，透析
（ 血液 、海水）等。
４ ． ２ ． ２ 燃料 电池 隔膜 、 电 解质 膜
发 生放 电，削去棱 角是必要 的 ； （ ４ ）带 静 电，多 种树脂会带静电 ，不宜使用这类树脂 。
４ 纳 米 纤维 的应 用 开发
４ ． １ 已进行实验 的树脂 种类
聚丙烯腈、聚乙烯醇 、尼龙 、聚乳酸、纤维
图１ ３ 三联 针
素、其他客户提出使用的树脂。最近有报导用硅等 无机物类材料 。
是否立案和启动调查程序。 据中国海关统计 ，２ ０ ０ ７年 ，中国对 巴基斯坦 的 聚酯纤维出口额约为 ６ ０ ０ ０ 万美元 ，占当年我国聚酯
纤维对 外 出 口总额 的 １ ５％。 （ 沈镇 平）
司、汽车巨头 日产及本 田公司 、东京大学等高校研究
机构正积级参加合作研发 。他们的 目标是在 ２ ０ １ ５ 年 前后让这一材料技术达到商品化阶段。
ｇ ｙ
图１ １ 单及 多 喷射器 纺丝
圈１ Ｓ 氧浓度 计
图１ ６ 禹 靶距 离 ． － ７变
图 ｌ ２ 喷射针 式样
该装置开发 注意要 点 ： （ １ ）火 花 ，经常加有 ４ ０ ｋ Ｖ高 电压 ，注 意火 花 问题 ； （ ２ ）接地 ，接 地
方法如错误 ，外 电动机会 出现 故障或 者高压发生装 置损坏 ； （ ３ ）零 部件加工 精度 ，由于金 属尖 端易
第二代纺丝装置 （ 日本滋贺县立大学试制）见
图４ 。
静 电纺丝的原理见 图 １ 。
正高电压加于聚合物溶液
用 成 再 向
正
负
铜极 接地 ，其表 面形 成纳米纤维非织造布
图 １ 原 理图
圈 ３ 第 一代 纺丝 装置
静 电纺丝装置外观如 图 ２ 。
宽度 ７ ８ ０ ａｍ ｒ